研究方向
1. 可再生能源制氢系统技术-经济可行性研究
光伏、风电等可再生能源电力具有间歇性和波动性,清洁高效的储能技术是缓解供需不匹配的重要手段,锂电池储电、熔盐储热等技术可以很大程度的消纳不稳定电力,但仍然无法满足跨季节消纳的需求。利用可再生能源制备氢气不仅可以产生绿氢满足氢能需求,而且可以实现电力系统跨季节的削峰填谷。构建风光储氢混合系统模型,探索储能及调峰调控策略,分析系统技术-经济可行性,促进未来高比例可再生能源系统应用。
风光储氢混合系统示意图
2.电化学及热储能技术
随着高新能源占比的新型电力系统的加速构建,电网储能需求迅速增加,以锂电池为代表的电化学储能技术发展迅速。荷电状态(SOC)计算作为电池管理系统的核心参数,对于提高电池的安全性和经济性至关重要。针对储能电站的应用场景和工况特点,以高精度SOC计算为目标,建立以安时积分为基础并结合开路电压法、电池充放电效率、扩展卡尔曼滤波算法等修正方式的锂电池SOC高精度计算方法。
基于扩展卡尔曼滤波算法的锂电池SOC计算模型
配备储热装置的超临界CO2循环塔式太阳能热发电在接近700℃的高温下,有希望实现发电成本5.9美分一度电的目标,成为今后光热发电的主要发展方向。目前常用的硝酸盐、氯化盐、碳酸盐等的工作温度、储热特性、使用成本并不适合高温工况下的实际工程应用。低成本、高性能、能够满足高温储热需求、实现大规模工程应用的混合熔盐的筛选、制备和储热性能分析有待进一步研究。
高温工况下熔盐储热性能模拟
配备储热装置的超临界CO2循环塔式太阳能热发电站将波动性的太阳能转换为灵活可调的电能,不仅有利于自身高效稳定运行,还可有效辅助光伏和风力电站的间歇性输出电力平稳并网,因而有望在未来清洁低碳的能源系统中可作为高效、稳定的基荷电站,更有望成为灵活调峰电站。虽然该电站背靠清洁的太阳能,但全生命周期内并不是零排放的过程,因此对电站进行生命周期评价可分析其环境影响,比较其在基荷电站与调峰电站两种运行模式下的差异,并为环境性能提升提出建议。
基荷电站与调峰电站全生命周期GHG排放结果
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